北京时间11月10日，2020年女子乒乓球世界杯女单决赛，孙颖莎对阵陈梦，最终陈梦4-1胜出，获得职业生涯首个世界杯冠军。首次摘得单打世界冠军的同时，陈梦也为争夺东京奥运会单打席位增加了砝码。
首局比赛双方3-3开局，最终孙颖莎13-11拿下，第二局陈梦11-6扳回一城。第三局双方局中比之5-5，随后陈梦11-9再下一城。
第四局陈梦3-0开局，接着8-4扩大分差，最终11-6胜出，第五局双方比分交替上升，局中战至6-6，最后11-8胜出，进而4-1战胜队友孙颖莎，获得冠军。
陈梦赛后感谢了国家队能给她这次机会，“这次比赛非常幸运，比赛名额本来不属于我， 感谢球队给了我机会，能把握住机会也是对自己的肯定。”陈梦表示，这个冠军对自信心是很大的提升，希望接下来能拿到郑州巡回赛总决赛冠军。
